JP5140398B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクルを利用して温水及び冷水をそれぞれ生成して利用可能とする冷凍装置に関する。

従来、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒と水とを給湯用熱交換器で熱交換することにより、この水を加熱して給湯タンクに湯を貯溜可能としたヒートポンプ式給湯装置が提案されている。この種のヒートポンプ式給湯装置では、熱源側熱交換器に送風機で空気を送風して冷媒を蒸発させ、この空気から熱を汲み上げて利用することにより、湯が生成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３６１０８１号公報

ところで、熱源側熱交換器の代わりに蒸発器として作用する水冷熱交換器を配置し、この水冷熱交換器と冷水タンクとの間に水を循環させて、この水から熱を汲み上げることにより水を冷却して冷水タンク内に冷水を貯溜する構成とすることが考えられる。
しかし、このような構成では、例えば、冷水タンクへの冷水の貯溜動作を行わない場合には、水冷熱交換器に常時冷媒が供給されるものの、この水熱交換器と冷水タンクとの間に水が循環していないため、熱交換が十分になされず、熱利用の効率が低いといった問題がある。

そこで、本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、冷水タンクへの冷水の貯溜動作を行わない場合であっても、熱利用の効率の向上を図ることができる冷凍装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮機から吐出された冷媒と水との熱交換を行う第１の熱交換器と、この第１の熱交換器を経た冷媒の減圧を行う減圧手段と、この減圧手段と前記冷媒圧縮機との間に設けられ、冷媒と水との熱交換を行う第２の熱交換器及び冷媒と空気との熱交換を行う第３の熱交換器と、前記第２の熱交換器をバイパスして冷媒が流れるバイパス回路と、このバイパス回路への冷媒の流れを規制するバイパス弁とを備え、少なくとも前記冷媒圧縮機、第１の熱交換器、減圧手段、第２の熱交換器及び第３の熱交換器を環状に接続されてなる冷凍サイクルを構成し、前記第１の熱交換器で加熱された水を貯める温水貯溜タンクと、当該温水貯溜タンク内の温水の貯湯状態に応じて前記冷媒圧縮機の運転を制御する制御部とを有すると共に、前記第２の熱交換器で冷却された水を貯める冷水貯溜タンクを有し、前記第２の熱交換器で冷却された冷水は前記制御部が前記冷媒圧縮機の運転を行っている際に前記冷水貯溜タンクに貯溜可能な範囲で貯えられ、前記冷凍サイクルを循環する冷媒の所定の２点間の冷媒温度の温度差が一定値以上になるように前記第３の熱交換器に設けられ空気を当該第３の熱交換器へ供給させる送風機の送風量を制御し、前記第３の熱交換器の除霜運転を行う場合、前記冷媒圧縮機から吐出される高温の冷媒を前記第３の熱交換器の入口又は入口側へ供給するとともに、前記バイパス弁を開くことを特徴とする。

この構成において、前記冷水貯溜タンクへの冷水の貯溜動作を行っていない場合には、前記バイパス弁を開き、前記第２の熱交換器をバイパスさせて前記冷凍サイクルに冷媒を循環させる構成としても良い。
上記構成によれば、例えば、冷水貯溜タンクへの冷水の貯溜動作を行っていない場合には、バイパス弁を開くことにより、冷媒は第２の熱交換器をバイパスするバイパス回路を流れて第３の熱交換器に流入し、この第３の熱交換器で空気と熱交換する。このため、冷水貯溜タンクへの冷水の貯溜動作を行っていない場合に、第２の熱交換器に冷媒を流す構成に比べて、熱利用の効率の向上を図ることができる。
さらに、冷凍サイクルを循環する冷媒の所定の２点間の冷媒温度の温度差が一定値以上になるように第３の熱交換器に設けられ空気を当該第３の熱交換器へ供給させる送風機の送風量を制御するため、この第３熱交換器での冷媒の蒸発による吸熱作用が促進され、ひいては、圧縮機への液戻りが防止される。

この構成において、前記冷媒圧縮機は２段圧縮の構成を有し、１段目で圧縮された高温の冷媒を前記冷媒圧縮機から吐出される高温の冷媒として用いる構成としても良い。

また、前記冷凍サイクルは、膨張弁から冷媒圧縮機に向かって順に第２の熱交換器、第３の熱交換器が接続されている構成としても良い。また、前記冷凍サイクルは、膨張弁から冷媒圧縮機に向かって順に第３の熱交換器、第２の熱交換器が接続されている構成としても良い。また、前記冷凍サイクルを循環する冷媒の所定の２点間の冷媒温度の温度差が一定値以上になるように、記第３の熱交換器に設けられ空気を当該第３の熱交換器へ供給させる送風機の送風量を制御する構成としても良い。

本発明によれば、冷水貯溜タンクへの冷水の貯溜動作を行っていない場合には、バイパス弁を開くことにより、冷媒は第２の熱交換器をバイパスするバイパス回路を流れて第３の熱交換器に流入し、この第３の熱交換器で空気と熱交換する。このため、冷水貯溜タンクへの冷水の貯溜動作を行っていない場合に、第２の熱交換器に冷媒を流す構成に比べて、熱利用の効率の向上を図ることができる。さらに、冷凍サイクルを循環する冷媒の所定の２点間の冷媒温度の温度差が一定値以上になるように第３の熱交換器に設けられ空気を当該第３の熱交換器へ供給させる送風機の送風量を制御するため、この第３熱交換器冷媒の蒸発による吸熱作用が促進され、ひいては、圧縮機への液戻りが防止される。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係る冷凍装置１０を示す回路構成図である。
冷凍装置１０は、図１に示すように、ヒートポンプユニット１１と、このヒートポンプユニット１１が汲み上げた熱を利用して温水を生成する給湯ユニット１２と、当該ヒートポンプユニット１１に熱を放出することにより、この熱を利用して冷水を生成する冷水ユニット１３と、これら各ユニット１１〜１３に設けられ、当該各ユニット１１〜１３をそれぞれ制御する制御装置１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃとを備えて構成される。
制御装置１５Ｂ及び１５Ｃは、それぞれ通信線１４Ａ，１４Ｂを介して制御装置１５Ａに接続されており、この制御装置１５Ａの制御の下、給湯ユニット１２及び冷水ユニット１３の運転動作を制御する。また、制御装置１５Ｂは、通信線８０を介してリモートコントローラ７９に接続されている。本構成では、制御装置１５Ａ〜１５Ｃが冷凍装置１０の全体を制御する制御部として機能する。
この冷凍装置１０は、一般に電気使用料金が安価に設定される夜間電力の使用時間帯（例えば２３：００〜７：００）にヒートポンプユニット１１を動作させ、給湯ユニット１２及び冷水ユニット１３で湯及び冷水をそれぞれ生成して貯溜することができるものである。

ヒートポンプユニット１１は、圧縮機（冷媒圧縮機）１６、給湯用熱交換器（第１の熱交換器）２７、電子膨張弁（減圧手段）１７、冷水用熱交換器（第２の熱交換器）１８、熱源側熱交換器（第３の熱交換器）１９及びアキュムレータ２０が順次配設されて冷媒配管２１により環状に接続してなる冷媒回路（冷凍サイクル）Ｘを備えて構成されている。
圧縮機１６は冷媒を圧縮するものである。本構成では、冷媒回路Ｘには、例えば、二酸化炭素（ＣＯ₂）冷媒が使用されている。この二酸化炭素冷媒はオゾン破壊係数が０で、地球温暖化係数が１であるため、環境への負荷が小さく、毒性、可燃性がなく安全で安価である。しかし、二酸化炭素冷媒を使用した場合、冷媒が超臨界圧力まで上昇することがある。このため、圧縮機１６には、例えば、内部中間圧二段圧縮型の圧縮機を採用することができる。この圧縮機１６は、図示は省略したが、ケース内部に電動機部と、この電動機部により駆動される圧縮部とを有する。この圧縮部は二段圧縮の構成を有し、吸い込まれた冷媒を中間圧力まで圧縮する低段側圧縮部と、中間圧力の冷媒を高圧の吐出圧力まで圧縮する後段側圧縮部とを備えて構成される。

圧縮機１６の低段側圧縮部で中間圧力まで圧縮された冷媒は、この低段側圧縮部の吐出ポートから吐出され、不図示の中間冷却器を通過する際に冷却され、高段側圧縮部の吸込ポートに吸い込まれる。そして、後段側圧縮部で吐出圧力にまで圧縮された後、この高段側圧縮部の吐出ポートから吐出された冷媒は、給湯用熱交換器２７、電子膨張弁１７を順次通過して冷却及び減圧され、冷水熱交換器１８及び熱源側熱交換器１９で蒸発した後に、アキュムレータ２０を介して低段側圧縮部の吸込ポートに戻される。

給湯用熱交換器２７は、圧縮機１６から吐出された高温高圧の冷媒と、給湯ユニット１２の給湯用水循環回路Ｎ（後述する）を流れる水とを熱交換させることにより、この水を加熱する水冷熱交換器である。電子膨張弁１７は、給湯用熱交換器２７で放熱した冷媒を減圧させる。冷水熱交換器１８は、電子膨張弁１７で減圧された冷媒と冷水ユニット１３の冷水循環回路Ｙ（後述する）から供給された水を熱交換させる水冷熱交換器であり、この熱交換により水から熱を汲み上げる。また、熱源側熱交換器１９は、電子膨張弁１７で減圧された冷媒と空気とを熱交換させる空冷熱交換器であり、この熱交換器により空気から熱を汲み上げる。この熱源側熱交換器１９の傍には、この熱源側熱交換器１９に向けて送風する送風機２２が設けられている。この送風機２２は、圧縮機１６の低段側圧縮部の吸込ポートでの過熱度が略一定になるように制御装置１５Ａによってファンモータの回転数が制御される。
これら冷水熱交換器１８及び熱源側熱交換器１９は、電子膨張弁１７とアキュムレータ２０との間の冷媒配管２１に直列に接続されている。本構成では、冷媒回路Ｘの上流側に冷水熱交換器１８、下流側に熱源側熱交換器１９を配置した構成としているが、これら冷水熱交換器１８及び熱源側熱交換器１９の順序を反対としても良い。
アキュムレータ２０は、圧縮機１６の低段側圧縮部の吸込ポートに液冷媒が吸い込まれることを防止するための気液分離器である。

ここで、圧縮機１６は、制御装置１５Ａによって容量制御される。具体的には、外気温度に基づいて予め定められた能力で運転され、電子膨張弁１７は圧縮機１６の吐出温度に基づいて、その開度が決められる。また、制御装置１５Ａは、給湯ユニット１２の制御装置１５Ｂを通じて給湯用熱交換器２７の給湯用水循環回路Ｎの出口側に設けられた給湯温度出口センサ４４の検出温度を取得し、この検出温度が所定の給湯温度（例えば、９２℃）となるように流量調整弁３５の開度を制御する。

また、本構成では、圧縮機１６の低段側圧縮部の吐出ポート側に除霜配管２３の一端２３Ａが接続され、この除霜配管２３の他端２３Ｂは、冷水熱交換器１８と熱源側熱交換器１９との間、すなわち熱源側熱交換器１９の入口側の冷媒配管に接続されている。この除霜配管２３には除霜用電磁弁２４と、減圧用のキャピラリチューブ２９とが設けられている。除霜用電磁弁２４は、例えば、熱源側熱交換器１９に設けられた蒸発温度センサ（不図示）の検出温度に基づき、制御装置１５Ａによって、その冷媒の流量が制御される。
具体的には、ヒートポンプユニット１１の運転中に蒸発温度センサによる検出温度が所定の除霜開始温度よりも低下した場合には、制御装置１５Ａは、熱源側熱交換器１９に着霜し始めたと判断する。そして、制御装置１５Ａは、除霜用電磁弁２４を開くことにより、圧縮機１６の低段側圧縮部から吐出された中間圧力の冷媒の一部を熱源側熱交換器１９の入口側に供給する。これによれば、熱源側熱交換器１９の入口側で圧縮機１６の低段側圧縮部から吐出された中間圧力の冷媒と、冷水熱交換器１８を通過した冷媒とが混合することにより、熱源側熱交換器１９に供給される冷媒温度が上昇するため、この熱源側熱交換器１９が暖められ、当該熱源側熱交換器１９が除霜される。制御装置１５Ａは、蒸発温度センサの検出温度が所定の除霜停止温度に至ると除霜が完了したと判別し、除霜用電磁弁２４を閉鎖する。
このように、本構成によれば、圧縮機１６の低段側圧縮部の吐出側と、熱源側熱交換器１９の入口側とを接続する除霜配管２３に除霜用電磁弁２４を設けたため、この除霜用電磁弁２４を一部開閉制御して、低段側圧縮部から吐出された冷媒の一部を熱源側熱交換器１９へ供給することにより、ヒートポンプユニット１１の給湯運転を継続したまま、熱源側熱交換器１９の除霜を実行することができる。

また、本構成では、電子膨張弁１７と冷水熱交換器１８との間の冷媒配管２１には冷水熱交用電磁弁２５が設けられている。さらに、冷水熱交用電磁弁２５の入口側及び冷水熱交換器１８の出口側には、当該冷水熱交用電磁弁２５及び冷水熱交換器１８をバイパスするバイパス配管３０が接続され、このバイパス配管３０には冷水熱交バイパス用電磁弁（バイパス弁）３１が設けられている。
この冷水熱交バイパス用電磁弁３１は、例えば、冷水ユニット１３の制御装置１５Ｃから冷水を生成する要求がない場合に冷水熱交換器１８をバイパスさせて冷媒を流すように開閉される弁である。また、熱源側熱交換器１９を除霜する場合、給湯用熱交換器２７を通過した高温の冷媒をバイパス配管３０を通じて、当該熱源側熱交換器１９に導入することにより、除霜時間の短縮化を図ることも可能である。
また、本構成では、電子膨張弁１７の出口側と、圧縮機１６の低段側圧縮部の吸込側とには、それぞれ電子膨張弁１７の出口温度、圧縮機１６の吸込温度（入口温度）を検出するための温度センサ５２、５３が設けられている。また、圧縮機１６の低段側圧縮部の吸込側には、圧縮機１６の吸込圧力を検出する圧力センサ５５が設けられている。

次に、給湯ユニット１２について説明する。
給湯ユニット１２は、給湯タンク（温水貯溜タンク）２６及び浴槽用熱交換器２８、並びに上記給湯タンク２６から蛇口（カラン）４２に湯を供給する蛇口給湯ライン７１及び当該給湯タンク２６から浴槽４３に湯を供給する浴槽注湯ライン７２等を有して構成される。本構成では、蛇口給湯ライン７１及び浴槽注湯ライン７２が利用側での使用に供する温水回路として機能する。
給湯タンク２６は、上記した給湯用熱交換器２７を用いて冷媒熱により加熱された湯を貯溜するものである。給湯タンク２６と給湯用熱交換器２７とは、給湯用循環ポンプ３４、流量調整弁３５、第１切換電磁弁７３を備えた給湯用水配管３６によりループ状に連結されて、第１切換電磁弁７３の開操作時に、図１の太線に示すように、水が循環する給湯用水循環回路Ｎが構成される。
給湯用循環ポンプ３４の稼働により、給湯タンク２６の底部２６Ｂの水が給湯用熱交換器２７に送給されると、この給湯用熱交換器２７は送給された水を、ヒートポンプユニット１１における冷媒回路Ｘの圧縮機１６から吐出された冷媒ガスの熱によって加熱する。この加熱された湯または水は、第１切換電磁弁７３の開操作時に、流量調整弁３５により流量調整され、給湯タンク２６の天部２６Ａへ導かれ、給湯タンク２６内に約９０℃の湯が貯溜可能とされる。ここで、ヒートポンプユニット１１の冷媒回路Ｘに二酸化炭素冷媒を用いる構成では、フロン系冷媒に比べて冷媒圧力が高くなるため、給湯用熱交換器２７で熱交換された水（湯）の温度は９０℃程度にまで上昇させることができる。

給湯タンク２６の底部２６Ｂには、減圧逆止弁３７を配設した第１水道水配管３８が接続されて、給湯タンク２６内へ常に水道水（市水）が供給可能とされる。したがって、給湯タンク２６内に常時水道水圧が作用する。このように、本構成では、給湯タンク２６の天部２６Ａに高温の湯が供給されるとともに、底部２６Ｂに低温の水道水が供給されるため、給湯タンク２６内に貯溜される湯の温度は、このタンク２６の天部２６Ａほど高く、底部２６Ｂに向かうほど低くなるようになっている。
給湯タンク２６の天部２６Ａには、給湯タンク２６内天部の高温域の湯を取り出すための第一取水開閉弁９１を有した天部出湯配管４０が接続されている。さらに、給湯タンク２６の天部２６Ａと底部２６Ｂとのほぼ中間部２６Ｃには、給湯タンク２６内中間部の中間温度域の湯を取り出すための第二取水開閉弁９２を有した中間部出湯配管３３が接続されている。これら第一、第二取水開閉弁９１，９２は、給湯タンク２６の中間部２６Ｃに設置された第２温度センサ９４によって検知される湯温に応じ、制御装置１５Ｂによって選択的に開閉制御される。
給湯タンク２６と第一取水開閉弁９１との間の天部出湯配管４０には、圧力逃し弁３９を有する逃がし管４１が接続されている。圧力逃し弁３９は、湯または水が過剰に加熱されて、給湯タンク２６内の圧力が過大となった時に、この圧力を給湯タンク２６の外に逃がすものである。

また、給湯タンク２６は、当該タンク２６内に貯溜された湯の温度を検出するための第１〜第４温度センサ９３〜９６を備え、これら第１〜第４温度センサ９３〜９６は、給湯タンク２６の異なる高さ位置に設けられている。具体的には、第１温度センサ９３は、給湯タンク２６の天部２６Ａから当該タンク２６の１／３程度の高さ位置に設けられている。第２温度センサ９４は、給湯タンク２６の半分よりも若干低い高さ位置に設けられている。第４温度センサ９６は、給湯タンク２６の底部２６Ｂに近い高さ位置に設けられ、第３温度センサ９５は、第２温度センサ９４と第４温度センサ９６との略半分に相当する高さ位置に設けられている。第１〜第４温度センサ９３〜９６は、給湯タンク２６内の異なる高さ位置における湯の温度をそれぞれ検出する。

第１〜第４温度センサ９３〜９６は、それぞれ制御装置１５Ｂに接続されており、この制御装置１５Ｂは、各温度センサ９３〜９６が検出した温度に基づいて、給湯タンク２６内の湯量を判定する。ここで、湯量とは、給湯タンク２６内に残存する中間温度よりも高い温度を有する温水の量をいい、この湯量は給湯タンク２６の天部２６Ａからの距離に相当する量として表される。すなわち、天部出湯配管４０又は中間部出湯配管３３を通じて給湯タンク２６から湯が供給されると、給湯タンク２６には、供給された湯量と同量の水道水（市水）が第１水道水配管３８を介して供給される。これによれば、給湯が実行されるにつれて給湯タンク２６内の高温域及び中間温度域の湯量が減少し、その分低温域の水量が増加するため、制御装置１５Ｂは、各温度センサ９３〜９６が検出する温度に基づいて給湯タンク２６内の湯量を判定することができる。
具体的には、給湯タンク２６の中間部２６Ｃに設けられた第２温度センサ９４が検出した温度が所定の中間部温度（例えば５０℃）以上の場合、制御装置１５Ｂは、給湯タンク２６内には、少なくとも当該給湯タンク２６の天部２６Ａから中間部２６Ｃに設けられた第２温度センサ９４より低い位置まで給湯用の湯が貯溜されていると判定する。
これに対して、給湯タンク２６の天部２６Ａ側に設けられた第１温度センサ９３が検出した温度が所定の天部温度（例えば８０℃）よりも低くなった場合には、制御装置１５Ｂは、給湯タンク２６内には、天部２６Ａから第１温度センサ９３より高い位置までしか給湯用の湯が残っていないと判定する。
このように、本構成では、各温度センサ９３〜９６の検出する温度によって給湯タンク２６内の湯量を判定することができる。ここで、以下の説明では、給湯タンク２６の天部２６Ａから第１温度センサ９３が設けられた位置に相当する湯量を第１基準湯量Ｔ１とし、第２〜第４温度センサ９４〜９６に相当する湯量についてはそれぞれ第２〜第４基準湯量Ｔ２〜Ｔ４とする。また、本構成では、第１〜第４温度センサ９３〜９６及び制御装置１５Ｂは、湯量判定手段として機能する。

浴槽用熱交換器２８は、給湯タンク２６内の湯を循環させて浴槽４３内の湯を追い焚きする水対水熱交換器である。給湯タンク２６内の湯は、図４に太線で示すように、天部２６Ａから導出された循環配管１０１中の循環ポンプ１０２の駆動により汲み出される。この汲み出された湯は、循環配管１０１を経て、浴槽用熱交換器２８に導かれて、浴槽４３内の湯または水を加熱（追い焚き）する。この浴槽用熱交換器２８で仕事をした湯は、その熱交換により約５０℃に温度低下し、第２切換電磁弁７４及び戻り配管１０３を経て、給湯タンク２６の天部２６Ａと底部２６Ｂとの中間部２６Ｃへ戻される。
つまり、浴槽用熱交換器２８は、給湯タンク２６内の湯を導く導入水配管７５と、浴槽４３内の湯または水を導く第１浴槽用水配管５１との接触によって、これらの導入水配管７５と第１浴槽用水配管５１内とをそれぞれ流れる湯または水を熱交換可能とするように構成されたものである。導入水配管７５と第１浴槽用水配管５１は、浴槽用熱交換器２８を構成する部分においては、偏平管形状に形成されて接触面積が増大される。

また、浴槽用熱交換器２８と浴槽４３とを連通する第１浴槽用水配管５１は、浴槽用循環ポンプ４６、フィルタ４７、水位センサ４８、サーミスタ４９及びフロースイッチ５０を備える。この第１浴槽用水配管５１により、浴槽用熱交換器２８と浴槽４３との間で湯または水が循環する浴槽用水循環回路Ｐが構成される。
水位センサ４８は、第１浴槽用水配管５１を介して浴槽４３に連通していることから、この浴槽４３内の湯または水の水位を検出する。また、サーミスタ４９は、浴槽用水循環回路Ｐを湯または水が循環している時、その湯温を検知して、浴槽４３内の湯温を間接的に検出する。また、フロースイッチ５０は、浴槽用水循環回路Ｐを湯または水が循環していることを検出する。更に、フィルタ４７は、浴槽４３内に配設されたフィルタ（図示せず）とともに湯を濾過する。

浴槽４３内に注湯がなされて、この浴槽４３内に湯が張られ、この浴槽４３内の湯を追い焚きする時、循環ポンプ１０２及び浴槽用循環ポンプ４６が稼動される。すると、上述のように、給湯タンク２６内の湯と、浴槽４３内の湯とが共に浴槽用熱交換器２８内へ流入し、ここで熱交換し、浴槽４３内の湯が、給湯タンク２６内の湯によって追い焚きされる。

蛇口給湯ライン７１は、図２の太線Ｑに示すように、給湯配管５９、混合制御弁５７及びフローセンサ５８を備えて構成される。給湯タンク２６には、上述のように、第１水道水配管３８を介して水道水圧が作用していることから、蛇口４２を開くことにより、給湯タンク２６内の湯が利用部としての蛇口４２へ供給可能とされる。
フローセンサ５８は、給湯配管５９内を流れる湯量を検出する。また、混合制御弁５７は、図２の太線Ｒに示すように、第２水道水配管６２を介して第１水道水配管３８の減圧逆止弁３７下流側に接続される。
従って、混合制御弁５７の開度制御により、給湯配管５９からの湯と第２水道水配管６２からの水道水とが混合されて、蛇口４２から給湯される湯が約６０℃以下、例えば４２℃に調整される。

浴槽注湯ライン７２は、図３の太線Ｑに示すように、給湯配管５９におけるフローセンサ５８下流側と、第１浴槽用水配管５１における浴槽用循環ポンプ４６、フロースイッチ５０間とを第２浴槽用水配管６８により接続することにより構成され、給湯タンク２６内の湯を浴槽４３へ注湯可能とする。この第２浴槽用水配管６８には、給湯配管５９側からフローセンサ６４、注湯用電磁弁６５、リリーフ手段６６、逆止弁６７、電磁弁５４が順次配設されている。
ここで、フローセンサ６４は、第２浴槽用水配管６８内を流れる湯量を検出する。また、リリーフ手段６６及び逆止弁６７は、過剰に加熱された湯が第２浴槽用水配管６８内を流れたときに、その圧力を逃がすものである。電磁弁５４は、風呂への給湯時に開かれ、追い焚き時に閉じられる。

浴槽用循環ポンプ４６を停止させた状態で、注湯用電磁弁６５，５４を開操作すると、図３の太線Ｑに示すように、給湯タンク２６内の湯が、給湯配管５９の一部及び第２浴槽用水配管６８を流れて第１浴槽用水配管５１内に至り、この第１浴槽用水配管５１内でフロースイッチ５０、サーミスタ４９、水位センサ４８及びフィルタ４７を経て浴槽４３へ注湯される。
浴槽４３内に給湯タンク２６から適量の湯が注湯されたことが水位センサ４８により検出された段階で、注湯用電磁弁６５，５４が閉操作される。その後、浴槽４３内の湯温が適温以下に低下したことがサーミスタ４９により検知されたときに、上記のように、浴槽４３内の湯または水が加熱（追い焚き）され、浴槽４３内の湯が保温される。

本実施形態においては、冷媒として二酸化炭素を用いた冷媒回路Ｘを備えたため、フロン系冷媒を用いた冷媒回路に比べて、給湯タンク２６内に貯溜される湯の温度は９０℃程度にまで大幅に上昇する。これによれば、給湯タンク２６内の湯を循環させることによって、この湯温で浴槽４３内の湯を追い焚きすることができる。従って、給湯せずに風呂を追い焚きする場合、ヒートポンプユニット１１を運転する必要がなく、エネルギ効率を向上させることができる。

次に、冷水ユニット１３について説明する。
冷水ユニット１３は、冷水タンク（冷水貯溜タンク）８１と、この冷水タンク８１内の冷水を利用側に供給する冷水供給ライン８２とを備えて構成される。冷水タンク８１は、上記した冷水熱交換器１８を用いて冷却された冷水を貯溜するものである。冷水タンク８１と冷水熱交換器１８とは、冷水循環ポンプ８３を備えた冷水用配管９０により環状に連結されて冷水循環回路Ｙが構成される。

冷水循環ポンプ８３の稼働により、冷水循環回路Ｙ内の水が冷水熱交換器１８に供給されると、この冷水熱交換器１８は供給された水から吸熱して冷媒を蒸発させることにより、この水を冷却する。この冷却された水は、冷水タンク８１内に流入する。本構成では、冷水タンク８１内の冷水は、約７℃〜１５℃に冷却されるように構成されている。
冷水用配管９０には、この冷水用配管９０を流れる冷水温度を検出する循環冷水温度センサ９８が設けられる。また、冷水循環ポンプ８３は、制御装置１５Ｃの指示に基づいて循環水量を変更可能に構成されており、本実施形態では、循環冷水温度センサ９８の検出温度に基づいて、循環水量が小さい低循環モードと循環水量が大きい高循環モードの２段階の動作モードに変更できるようになっている。

また、冷水タンク８１の天部には、この冷水タンク８１内に水道水（市水）を供給するため給水電磁弁８５を備える市水供給管８４が接続されている。この給水電磁弁８５は、例えば、冷水タンク８１内に設けられた水位センサ（不図示）によって検出された当該冷水タンク８１内の冷水量が所定の基準量以下となった際に制御装置１５Ｃによって閉じられる。これにより、冷水タンク８１内に冷水が無い際に、市水が直接利用側へ供給されることが防止される。
冷水タンク８１の底部には、この冷水タンク８１内の冷水温度を検出するための供給冷水温度センサ９７が設けられている。また、冷水タンク８１の底部には、この冷水タンク８１内の冷水を利用側の機器（例えば、冷水利用空調機または冷水機等）に供給するため送水ポンプ８７及び送水開閉弁８８を備える冷水利用側配管８６が設けられている。本構成では、この冷水利用側配管８６が利用側での使用に供する冷水回路として機能する。
上記した送水開閉弁８８及び送水ポンプ８７は、制御装置１５Ｃによって、供給冷水温度センサ９７にて検出された冷水タンク８１内の冷水温度が、例えば５℃に対して所定の基準冷水温度ｔｇ（例えば、７℃）以下とならなければ動作しないように制御される。本構成では、送水開閉弁８８及び送水ポンプ８７のチャタリング動作を防止するために所定のディファレンシャル温度（例えば２℃）を設けている。

続いて、本実施形態にかかる冷凍装置１０の動作を説明する。
図５は、冷凍装置１０の動作を示すフローチャートである。
この図５及び図６に示すように、制御装置１５Ｂは、給湯タンク２６内の湯量が第１基準量Ｔ１よりも少ないか否かを判別する（ステップＳ１）。この判別において、給湯タンク２６内の湯量が第１基準量Ｔ１よりも少ない場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ｂは目標湯量Ｔ０を第２基準量Ｔ２に設定（ステップＳ２）して処理をステップＳ６に移行する。これによれば、ステップＳ６によって当面使用するに十分な湯量を確保できるため、使用したいときに給湯タンク２６内の湯が空となることを防止できる。
給湯タンク２６内の湯量が第１基準量Ｔ１以上の場合（ステップＳ１：Ｎｏ）には、現在時刻が夜間電力の使用時間帯に該当するか否かを判別する（ステップＳ３）。この判別において、現在時刻が夜間電力の使用時間帯に該当しない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）には、制御装置１５Ｂは、早急に貯湯することは要しないと判定して処理を終了する。

一方、現在時刻が夜間電力の使用時間帯に該当する場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ｂは、過去５日間の平均使用湯量を算出する（ステップＳ４）。１日の使用湯量としては、例えば、フローセンサ５８で検出された流量が用いられ、この使用湯量は、制御装置１５Ｂの一時記憶部（例えばＲＡＭ等）に格納されている。または、流量計にて計測された湯量を用いても良い。
続いて、制御装置１５Ｂは、算出された平均使用湯量に基づいて、これから生成する目標湯量Ｔ０を設定する（ステップＳ５）。具体的には、制御装置１５Ｂは平均使用湯量よりも大きい第２〜第４基準量Ｔ２〜Ｔ４のうち最小のものに設定する。これによれば、最適な量の湯を無駄なく生成することができる。目標湯量Ｔ０を設定した制御装置１５Ｂは、この目標湯量Ｔ０の湯を生成するために制御装置１５Ａにヒートポンプユニット１１の起動要求信号を送信する。このように、本構成では、給湯タンク２６内の湯の貯溜量（貯溜状態）に応じて、ヒートポンプユニット１１（圧縮機１６）の運転が制御される。

続いて、制御装置１５Ｂから起動要求信号を受けた制御装置１５Ａ及び制御装置１５Ｂは、それぞれヒートポンプユニット１１及び給湯ユニット１２の起動して、給湯ユニット１２への貯湯運転を開始する（ステップＳ６）。
具体的には、制御装置１５Ｂは、第１切換電磁弁７３を開放するとともに給湯用循環ポンプ３４の運転を開始し、給湯タンク２６内の水（湯）を給湯用水循環回路Ｎを循環させる。また、制御装置１５Ａは、除霜用電磁弁２４及び冷水熱交バイパス用電磁弁３１を閉鎖するとともに、冷水熱交用電磁弁２５を開放し、圧縮機１６を運転する。
ここで、流量調整弁３５は、給湯用熱交換器２７の給湯用水循環回路Ｎの出口側に設けられた給湯温度出口センサ４４の検出温度が所定の給湯温度（例えば、９２℃）となるように、その開度が制御される。この場合、電子膨張弁１７は、制御装置１５Ａにより、圧縮機１６からの吐出された冷媒の温度が略一定になるように所定の周期で制御される。

また、制御装置１５Ａは、温度センサ５２によって検出された電子膨張弁１７の出口温度と、温度センサ５３によって検出された圧縮機１６の吸込温度とから、これらの温度差Δｔ（すなわち過熱度）を算出し、この温度差Δｔが目標温度領域（例えば、５℃）となるように送風機２２のファンモータの回転数ｎを制御する（ステップＳ７）。
この送風機２２のファンモータは、回転数ｎが無段階に変速可能に構成されたものであり、例えば、図７に示すように、検出された温度差ΔｔがΔｔ１℃のときは回転数ｎをｎ１に、検出された温度差ΔｔがΔｔ２℃のときは回転数ｎをｎ２となるように比例制御する。この温度差Δｔと回転数ｎとの関係は実験等に基づき決定されている。
この構成によれば、温度差Δｔが目標温度領域の下限温度よりも小さいときには、ファンモータの回転数ｎを高くして、この温度差Δｔを大きくなるように制御し、温度差Δｔが目標温度領域の上限温度よりも大きいときには、ファンモータの回転数ｎを低くして、この温度差Δｔを小さくなるように制御するため、温度差Δｔは目標温度領域に制御される。このため、熱源側熱交換器１９での冷媒の蒸発が促進されるため、圧縮機１６に冷媒が気液混合した状態で戻ることがなく、冷媒の液圧縮が防止される。このような制御によって熱源側熱交換器１９での冷媒の蒸発温度は、例えば−５℃〜０℃の範囲で制御される。

続いて、制御装置１５Ａは、制御装置１５Ｃに冷水ユニット１３の起動を指示する。制御装置１５Ｃは、冷水循環ポンプ８３を運転（ステップＳ８）し、冷水循環回路Ｙ内に冷水を循環させるとともに、冷水循環回路Ｙに設けられた循環冷水温度センサ９８によって検出された循環冷水温度が所定の第１冷水温度ｔｅ１よりも低いか否かを判別する（ステップＳ９）。
この判別において、検出された循環冷水温度が所定の第１冷水温度ｔｅ１よりも低い場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ｃは、冷水循環ポンプ８３を循環水量の小さい低循環モードで動作させて（ステップＳ１０）、処理をステップＳ１２に移行する。
一方、検出された循環冷水温度が所定の第１冷水温度ｔｅ１以上の場合（ステップＳ９：Ｎｏ）には、制御装置１５Ｃは、冷水循環ポンプ８３を循環水量の大きい高循環モードで動作させる（ステップＳ１１）。これによれば、冷水循環ポンプ８３を高循環モードで動作させることにより、水の温度を早期に低下させることができる。

続いて、制御装置１５Ｃは、循環冷水温度センサ９８によって検出された循環冷水温度が所定の第２冷水温度ｔｅ２よりも低いか否かを判別する（ステップＳ１２）。この第２冷水温度ｔｅ２は、冷水の目標温度に対応して設定される温度であり、上記した第１冷水温度よりも低い値に設定されている。
この判別において、検出された循環冷水温度が所定の第２冷水温度ｔｅ２以上の場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には、制御装置１５Ｃは、そのまま処理をステップＳ１６に移行する。一方、検出された循環冷水温度が所定の第２冷水温度ｔｅ２よりも低い場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ｃは、その旨を制御装置１５Ａに送信する。これを受けた制御装置１５Ａは、冷水熱交用電磁弁２５を閉鎖（ステップＳ１３）するとともに、冷水熱交バイパス用電磁弁３１を開放（ステップＳ１４）する。これにより、電子膨張弁１７を経た冷媒は冷水熱交換器１８をバイパスするバイパス配管３０を通じて熱源側熱交換器１９に導かれる。
続いて、制御装置１５Ｃは、冷水循環ポンプ８３を停止する（ステップＳ１５）。これにより、冷水熱交換器１８での熱交換は行われなくなり、冷媒回路Ｘを流れる冷媒は、略全量が熱源側熱交換器１９で熱交換されるようになる。この場合、制御装置１５Ａは、熱源側熱交換器１９での熱交換を促進させるべく、上記温度差Δｔが目標温度領域となるように送風機２２のファンモータの回転数ｎを制御する。

続いて、制御装置１５Ｃは、供給冷水温度センサ９７にて検出された冷水タンク８１内の冷水温度が所定の基準冷水温度ｔｇよりも低いか否かを判別する（ステップＳ１６）。この判別において、冷水温度が基準冷水温度ｔｇ以上の場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）には、まだ冷却が十分でないと判断して送水開閉弁８８を閉制御して（ステップＳ１７）、処理をステップＳ１９に移行する。これによれば、冷却が十分でない水が、例えば、冷水利用空調機に供給され、冷房が十分になされないといった不具合が生じることはない。一方、冷水温度が基準冷水温度ｔｇよりも低い場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ｃは、冷水タンク８１内の冷水は十分冷却されたと判断して送水開閉弁８８を開制御する（ステップＳ１８）。なお、冷水を空調機用に用いる場合は、冷水タンクと空調機との間で冷水が循環するように構成する。

制御装置１５Ｂは、給湯タンク２６内の湯量がステップＳ２もしくはステップＳ５で設定した上記目標湯量Ｔ０以上となったか否かを判別する（ステップＳ１９）。この判別は、設定された目標湯量Ｔ０に対応する温度センサで検出される温度が所定温度以上となったか否かで判別される。
この判別において、給湯タンク２６内の湯量が上記目標湯量Ｔ０よりも少ない場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）には、給湯タンク２６内の湯量が少ないため、処理をステップＳ６に戻して、貯湯運転を継続して実行する。一方、給湯タンク２６内の湯量が上記目標湯量Ｔ０以上である場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ｂは、給湯タンク２６内の湯量が十分に貯溜されたため、貯湯運転を終了する（ステップＳ２０）。具体的には、制御装置１５Ｂは、制御装置１５Ａにヒートポンプユニット１１の運転停止信号を送信する。この信号を受けた制御装置１５Ａは、ヒートポンプユニット１１の圧縮機１６を停止するとともに、送風機２２のファンモータを停止する。そして、制御装置１５Ａは、制御装置１５Ｃにヒートポンプユニット１１の運転が停止した旨を送信する。この信号を受けた制御装置１５Ｃは、冷水循環ポンプ８３の運転を停止して、処理を終了する。

次に、冷凍装置１０の除霜運転時の動作について説明する。図８は、除霜運転の動作を示すフローチャートである。この除霜運転は、ヒートポンプユニット１１が通常運転中に実行される。
まず、制御装置１５Ａは、熱源側熱交換器１９の冷媒出口側に設けられた蒸発温度センサの検出温度ｔｈが除霜開始温度ｔｋ以下になっているか否かを判別する（ステップＳａ１）。ここで、除霜開始温度ｔｋとは、熱源側熱交換器１９の除霜運転を開始するための閾値となる温度であり、この除霜開始温度ｔｋは外気温度に対応して予め設定されている。
この判別において、蒸発温度センサの検出温度ｔｈが除霜開始温度ｔｋよりも大きい場合（ステップＳａ１：Ｎｏ）には、現時点では除霜運転を行う必要がないため、処理を終了する。一方、蒸発温度センサの検出温度ｔｈが除霜開始温度ｔｋ以下の場合（ステップＳａ１：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ａは、熱源側熱交換器１９での熱交換が十分でないため、除霜する必要があると判別して、この熱源側熱交換器１９の除霜運転を開始する（ステップＳａ２）。

具体的には、制御装置１５Ａは、圧縮機１６を予め定めた除霜運転周波数で運転するとともに、送風機２２の運転を停止して除霜用電磁弁２４を開く。ここで、除霜運転周波数は通常の運転周波数よりも低い値に設定されるものであり、冷媒回路Ｘを循環する冷媒量を少量に抑えて運転される。
除霜運転が開始されると、圧縮機１６の低段側圧縮部から吐出された中間圧力の冷媒の一部が熱源側熱交換器１９の入口側に供給される。このため、熱源側熱交換器１９の入口側で圧縮機１６の低段側圧縮部から吐出された中間圧力の冷媒と、冷水熱交換器１８を通過した冷媒とが混合することにより、熱源側熱交換器１９に供給される冷媒温度が上昇する。この場合、送風機２２は停止されているため、熱源側熱交換器１９に供給された冷媒と空気とが熱交換することはなく、この冷媒の熱により熱源側熱交換器１９が暖められ、当該熱源側熱交換器１９が除霜される。
また、本構成では、制御装置１５Ａは、冷水熱交用電磁弁２５を閉鎖するとともに、冷水熱交バイパス用電磁弁３１を開放する。これにより、電子膨張弁１７を経た高温の冷媒が冷水熱交換器１８をバイパスするバイパス配管３０を通じて熱源側熱交換器１９に導かれる。このため、電子膨張弁１７を経た冷媒が冷水熱交換器１８で冷却されることが防止され、この冷水熱交換器１８での冷媒の熱損失を防止することができるため、熱源側熱交換器１９の除霜時間を短縮することができる。

続いて、制御装置１５Ａは、除霜運転の開始から第１の所定時間（例えば３分間）が経過したか否かを判別する（ステップＳａ３）。この第１の所定時間は、除霜運転が最低限実行される時間であり、経験則や実験等に基づいて設定されている。
この判別において、除霜運転の開始から第１の所定時間が経過していない場合（ステップＳａ３：Ｎｏ）には、制御装置１５Ａは、この第１の所定時間が経過するまで待機する。一方、除霜運転の開始から第１の所定時間が経過した場合（ステップＳａ３：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ａは、蒸発温度センサの検出温度ｔｈが除霜停止温度ｔｍ以上となったか否かを判別する（ステップＳａ４）。この除霜停止温度ｔｍは、熱源側熱交換器１９の除霜運転を停止（解除）開始するための閾値となる温度であり、この除霜停止温度ｔｍは外気温度に対応して予め設定されている。

この判別において、検出温度ｔｈが除霜停止温度ｔｍよりも低い場合（ステップＳａ４：Ｎｏ）には、制御装置１５Ａは、熱源側熱交換器１９が除霜されたため、除霜運転を停止（ステップＳａ６）して処理を終了する。除霜運転が終了すると、ヒートポンプユニット１１は上記したような通常運転を再び開始する。
一方、検出温度ｔｈが除霜停止温度ｔｍよりも低い場合（ステップＳａ４：Ｎｏ）には制御装置１５Ａは、熱源側熱交換器１９の除霜が終了していないと判別するため、続いて、除霜運転の開始から第２の所定時間（例えば１５分間）が経過したか否かを判別する（ステップＳａ５）。この第２の所定時間は、除霜運転が実行される最長時間であり、上記した第１の所定時間よりも長い時間に設定されている。
この判別において、除霜運転の開始から第２の所定時間が経過していない場合（ステップＳａ５：Ｎｏ）には、制御装置１５Ａは、処理をステップＳａ３に戻す。一方、除霜運転の開始から第２の所定時間が経過した場合（ステップＳａ５：Ｙｅｓ）には、制御装置１５Ａは、除霜運転を十分行ったと判別して、処理をステップＳ６に移行して処理を終了する。

このように本実施形態によれば、圧縮機１６と、この圧縮機１６から吐出された冷媒と水との熱交換を行う給湯用熱交換器２７と、この給湯用熱交換器２７を経た冷媒の減圧を行う電子膨張弁１７と、この電子膨張弁１７と圧縮機１６との間に直列に設けられ、冷媒と水との熱交換を行う冷水熱交換器１８及び冷媒と空気との熱交換を行う熱源側熱交換器１９とを備え、少なくとも圧縮機１６、給湯用熱交換器２７、電子膨張弁１７、冷水熱交換器１８及び熱源側熱交換器１９を環状に接続されてなる冷媒回路Ｘを構成し、給湯用熱交換器２７で加熱された水を貯める給湯タンク２６と、この給湯タンク２６内の湯を利用側での使用に供する蛇口給湯ライン７１及び浴槽注湯ライン７２と、当該給湯タンク２６内の温水の貯湯状態に応じて圧縮機１６の運転を制御する制御装置１５Ａ〜１５Ｃ部とを有すると共に、冷水熱交換器１８で冷却された水を貯める冷水タンク８１と、この冷水タンク８１内の冷水を利用側での使用に供する冷水利用側配管８６とを有するため、温水と共に冷水を生成して、これら温水及び冷水をそれぞれ給湯タンク２６及び冷水タンク８１に貯溜することができ、熱の有効利用を図ることができる。
また、冷水熱交換器１８をバイパスして冷媒が流れるバイパス配管３０と、このバイパス配管３０への冷媒の流れを規制する冷水熱交バイパス用電磁弁３１とを備えるため、例えば、冷水タンク８１への冷水の貯溜動作を行っていない場合には、冷水熱交バイパス用電磁弁３１を開くことにより、冷媒は冷水熱交換器１８をバイパスするバイパス配管３０を流れて熱源側熱交換器１９に流入し、この熱源側熱交換器１９で空気と熱交換する。このため、冷水タンク８１への冷水の貯溜動作を行っていない場合に、冷水熱交換器１８に冷媒を流す構成に比べて、熱利用の効率の向上を図ることができる。
さらに、冷媒回路Ｘを循環する冷媒の所定の２点間の冷媒温度の温度差Δｔが一定値以上になるように熱源側熱交換器１９に設けられ空気を当該熱源側熱交換器１９へ供給させる送風機２２の送風量を制御するため、熱源側熱交換器１９での冷媒の蒸発が促進されるため、圧縮機１６に冷媒が気液混合した状態で戻ることがなく、冷媒の液圧縮が防止される。

また、本実施形態によれば、所定の２点は、電子膨張弁１７の出口温度と圧縮機１６の入口温度であるため、これら各温度の温度差Δｔを一定値以上とすることにより、圧縮機１６の入口における過熱度を十分にとることができるため、圧縮機１６に冷媒が気液混合した状態で戻ることがなく、冷媒の液圧縮が防止される。

また、本実施形態によれば、熱源側熱交換器１９の除霜運転を行う場合、圧縮機１６の低段側圧縮部から吐出された高温の冷媒の一部を熱源側熱交換器１９の入口又は入口側へ供給するため、熱源側熱交換器１９の入口側で圧縮機１６の低段側圧縮部から吐出された中間圧力（高温）の冷媒と、冷水熱交換器１８を通過した冷媒とが混合することにより、熱源側熱交換器１９に供給される冷媒温度が上昇する。このため、冷媒の熱により熱源側熱交換器１９が暖められ、当該熱源側熱交換器１９が除霜される。
さらに、除霜運転時には、冷水熱交バイパス用電磁弁３１が開くため、電子膨張弁１７を経た高温の冷媒が冷水熱交換器１８をバイパスするバイパス配管３０を通じて熱源側熱交換器１９に導かれる。このため、電子膨張弁１７を経た高温の冷媒が冷水熱交換器１８で冷却されることが防止され、この冷水熱交換器１８での冷媒の熱損失を防止することができるため、熱源側熱交換器１９の除霜時間を短縮することができる。

以上、一実施形態に基づいて、本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、上記所定の２点は、電子膨張弁１７の出口温度と圧縮機１６の入口温度としたが、これに限るものではなく、冷水熱交換器１８と熱源側熱交換器１９との間の冷媒の温度と圧縮機１６の入口温度である構成としても良い。この構成では、各温度の温度差Δｔが過熱度となるため、この過熱度を一定値以上とすることにより、圧縮機１６の入口における過熱度を適当な値に簡単に調整することができる。このため、圧縮機１６に冷媒が気液混合した状態で戻ることがなく、冷媒の液圧縮が防止されるとともに、より高効率な運転を実施することが可能となる。
また、圧縮機１６の入口温度と当該圧縮機１６の冷媒吸込圧力の測定点における当該冷媒吸込圧力に基づいて求められる温度とである構成としても良い。この構成によれば、圧縮機１６の吸込側に設けられた圧力センサ５５を用いることができるため、電子膨張弁１７の出口側や冷水熱交換器１８と熱源側熱交換器１９との間に温度センサを別個設ける必要がなくなるため、冷媒回路Ｘの回路構成が簡素化される。
また、本実施形態では、送風機２２のファンモータは、回転数ｎが無段階に変速可能なものを採用しているが、これに限るものではなく、例えば、高速及び低速の２段階に回転数を変更可能なものを用いても良い。

本実施形態に係る冷凍装置１０を示す回路構成図であり、給湯タンク内の水を加熱し、同タンク内に湯を貯溜するときの回路図である。 図１において、蛇口へ給湯するときの回路図である。 図１において、浴槽へ注湯するときの回路図である。 図１において、浴槽内の湯または水を加熱（追い焚き）して保温するときの回路図である。 冷凍装置の動作を示すフローチャートである。 冷凍装置の動作を示すフローチャートである。 検出された温度差Δｔと送風機のファンモータの回転数との関係を示した図である。 除霜運転時の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 冷凍装置
１１ ヒートポンプユニット
１２ 給湯ユニット
１３ 冷水ユニット
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 制御装置（制御部）
１６ 圧縮機（冷媒圧縮機）
１７ 電子膨張弁（減圧手段）
１８ 冷水熱交換器（第２の熱交換器）
１９、１９Ａ、１９Ｂ 熱源側熱交換器（第３の熱交換器）
２２ 送風機
２４ 除霜用電磁弁
２５ 冷水熱交用電磁弁
２６ 給湯タンク（温水貯溜ダンク）
２７ 給湯用熱交換器（第１の熱交換器）
３０ バイパス配管
３１ 冷水熱交バイパス用電磁弁（バイパス弁）
８１ 冷水タンク（冷水貯溜タンク）
８３ 冷水循環ポンプ
８７ 送水ポンプ
８８ 送水開閉弁
９０ 冷水用配管
９２ 第二取水開閉弁
９３ 第１温度センサ
９４ 第２温度センサ
９５ 第３温度センサ
９６ 第４温度センサ
９７ 供給冷水温度センサ
９８ 循環冷水温度センサ
Ｘ 冷媒回路（冷凍サイクル）
ｎ 回転数
Δｔ 温度差（過熱度）

Claims (5)

1. 冷媒圧縮機と、この冷媒圧縮機から吐出された冷媒と水との熱交換を行う第１の熱交換器と、この第１の熱交換器を経た冷媒の減圧を行う減圧手段と、この減圧手段と前記冷媒圧縮機との間に設けられ、冷媒と水との熱交換を行う第２の熱交換器及び冷媒と空気との熱交換を行う第３の熱交換器と、前記第２の熱交換器をバイパスして冷媒が流れるバイパス回路と、このバイパス回路への冷媒の流れを規制するバイパス弁とを備え、少なくとも前記冷媒圧縮機、第１の熱交換器、減圧手段、第２の熱交換器及び第３の熱交換器を環状に接続されてなる冷凍サイクルを構成し、
   前記第１の熱交換器で加熱された水を貯める温水貯溜タンクと、当該温水貯溜タンク内の温水の貯湯状態に応じて前記冷媒圧縮機の運転を制御する制御部とを有すると共に、
   前記第２の熱交換器で冷却された水を貯める冷水貯溜タンクを有し、前記第２の熱交換器で冷却された冷水は前記制御部が前記冷媒圧縮機の運転を行っている際に前記冷水貯溜タンクに貯溜可能な範囲で貯えられ、前記冷凍サイクルを循環する冷媒の所定の２点間の冷媒温度の温度差が一定値以上になるように前記第３の熱交換器に設けられ空気を当該第３の熱交換器へ供給させる送風機の送風量を制御し、前記第３の熱交換器の除霜運転を行う場合、前記冷媒圧縮機から吐出される高温の冷媒を前記第３の熱交換器の入口又は入口側へ供給するとともに、前記バイパス弁を開くことを特徴とする冷凍装置。
2. 前記冷水貯溜タンクへの冷水の貯溜動作を行っていない場合には、前記バイパス弁を開き、前記第２の熱交換器をバイパスさせて前記冷凍サイクルに冷媒を循環させることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
3. 前記冷媒圧縮機は２段圧縮の構成を有し、１段目で圧縮された高温の冷媒を前記冷媒圧縮機から吐出される高温の冷媒として用いることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
4. 前記冷凍サイクルは、膨張弁から冷媒圧縮機に向かって順に第２の熱交換器、第３の熱交換器が接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷凍装置。
5. 前記冷凍サイクルは、膨張弁から冷媒圧縮機に向かって順に第３の熱交換器、第２の熱交換器が接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷凍装置。

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